Помощь студентам в учебе
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ВЛ 35 кВ, ОТХОДЯЩИХ ОТ ПОДСТАНЦИИ 110/35/6 кВ, ПОСТРОЕННАЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕКЛОУЗЕРОВ
|
АННОТАЦИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОДСТАНЦИИ
1.1 Основания для реконструкции ПС 110/35/6 кВ 9
1.2 Характеристика объекта и принципиальная электрическая схема
подстанции 9
1.2.1 Основное силовое оборудование 9
1.2.2 Устройства РЗА и автоматики 11
1.3 Актуальность внедрения реклоузеров типа SMART-35 18
Задачи исследования 19
2 ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПОСТРОЕНИЯ ПОДСТАНЦИЙ
2.1 Проектное решение в части реконструкции ОРУ-35 20
2.2 Реклоузеры типа Smart-35 компании Таврида Электрик 20
2.3 Конструктивное исполнение и принцип действия 24
2.4 Функциональные возможности 27
2.4.1 Защиты и автоматика 27
2.4.2 Возможность измеряемых величин 31
2.4.3 Управление, настройка и передача данных 31
2.4 Варианты применения 33
2.4.1 Аппарат защиты трансформатора 33
2.4.2 Секционный аппарат с АВР и ВНР 33
2.4.3 Аппарат защиты отходящей радиальной линии 34
2.4.4 Принцип работы коммутационного модуля OSM-35 34
2.4.5 Технические решения 35
2.4.6 Выбор элементной базы РЗиА 35
Выводы по разделу 2 43
3 РАЗРАБОТКА РУ-35 кВ ПОДСТАНЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ВАКУУМНЫХ РЕКЛОУЗЕРОВ ТИПА SMART-35
3.1 Разработка рекомендаций по модернизации РЗиА ВЛ-35кВ отходящих линий от ПС 110/35/6кВ с использованием реклоузеров типа SMART - 35 44
3.1.1 Выбор вакуумного реклоузера типа SMART35 44
3.1.2 Замена выключателей ВЛ-35кВ на вакуумные реклоузеры типа
SMART-35 46
3.1.3 Расчет обогревательных устройств ячейки реклоузера 35кВ 48
3.1.4 Расчет потребления питания шкафов управления вакуумных
реклоузеров 35кВ 50
3.1.5 Рекомендации по замене разрядников на ОПН 50
3.1.6 Релейная защита, выполненная на вакуумных реклоузерах типа
SMART35 53
3.1.7 Расчет уставок защит отходящих ВЛ-35кВ 54
3.1.8 Выбор выдержки времени для защит ВЛ-35кВ 59
3.1.9 Организация и подготовительные работы по замене вакуумных
реклоузеров типа SMART35 65
Выводы к разделу 3 65
4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ДВУХ ВАРИАНТОВ 66
4.1 Основные показатели объекта инвестиций 68
4.2 Оценка экономической эффективности проекта 69
4.3 Анализ рисков 70
4.4 Анализ чувствительности 71
Выводы по разделу 4 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 81
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОДСТАНЦИИ
1.1 Основания для реконструкции ПС 110/35/6 кВ 9
1.2 Характеристика объекта и принципиальная электрическая схема
подстанции 9
1.2.1 Основное силовое оборудование 9
1.2.2 Устройства РЗА и автоматики 11
1.3 Актуальность внедрения реклоузеров типа SMART-35 18
Задачи исследования 19
2 ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПОСТРОЕНИЯ ПОДСТАНЦИЙ
2.1 Проектное решение в части реконструкции ОРУ-35 20
2.2 Реклоузеры типа Smart-35 компании Таврида Электрик 20
2.3 Конструктивное исполнение и принцип действия 24
2.4 Функциональные возможности 27
2.4.1 Защиты и автоматика 27
2.4.2 Возможность измеряемых величин 31
2.4.3 Управление, настройка и передача данных 31
2.4 Варианты применения 33
2.4.1 Аппарат защиты трансформатора 33
2.4.2 Секционный аппарат с АВР и ВНР 33
2.4.3 Аппарат защиты отходящей радиальной линии 34
2.4.4 Принцип работы коммутационного модуля OSM-35 34
2.4.5 Технические решения 35
2.4.6 Выбор элементной базы РЗиА 35
Выводы по разделу 2 43
3 РАЗРАБОТКА РУ-35 кВ ПОДСТАНЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ВАКУУМНЫХ РЕКЛОУЗЕРОВ ТИПА SMART-35
3.1 Разработка рекомендаций по модернизации РЗиА ВЛ-35кВ отходящих линий от ПС 110/35/6кВ с использованием реклоузеров типа SMART - 35 44
3.1.1 Выбор вакуумного реклоузера типа SMART35 44
3.1.2 Замена выключателей ВЛ-35кВ на вакуумные реклоузеры типа
SMART-35 46
3.1.3 Расчет обогревательных устройств ячейки реклоузера 35кВ 48
3.1.4 Расчет потребления питания шкафов управления вакуумных
реклоузеров 35кВ 50
3.1.5 Рекомендации по замене разрядников на ОПН 50
3.1.6 Релейная защита, выполненная на вакуумных реклоузерах типа
SMART35 53
3.1.7 Расчет уставок защит отходящих ВЛ-35кВ 54
3.1.8 Выбор выдержки времени для защит ВЛ-35кВ 59
3.1.9 Организация и подготовительные работы по замене вакуумных
реклоузеров типа SMART35 65
Выводы к разделу 3 65
4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ДВУХ ВАРИАНТОВ 66
4.1 Основные показатели объекта инвестиций 68
4.2 Оценка экономической эффективности проекта 69
4.3 Анализ рисков 70
4.4 Анализ чувствительности 71
Выводы по разделу 4 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 81
В существующих(внешнеэкономических) финансовых условиях строительство новых объектов электроэнергетики является весьма затруднительным, поэтому большое внимание в настоящее время уделяется вопросам реконструкции существующих подстанций.
Основные целями реконструкции действующих подстанций является увеличение как числа присоединений в распределительных устройствах, так и пропускной способности подстанции в целом и ее отдельных элементов, улучшение качества напряжения, повышения надежности функционирования подстанции.
Учитывая повсеместную тенденцию к импортозамещению в стране, и необходимость увеличения мощности и надежности энергосистем в целом, в проекте будет рассмотрено к применению оборудование соответствующим стандартам и правилам сертификации ПАО «Россети» и «ФСК ЕЭС».
Актуальность исследования. Выбранная тема исследования, рассматриваемая в работе, обусловлена как взятым курсом цифровизации энергосистемы в целом, так и моральным и физическим износом оборудования объекта исследования, что приводит к частому его отказу, поэтому оно требует замены на более совершенное и новое.
Прерывание снабжения электрической энергией коммерческим и промышленным потребителям наносит им материальный ущерб (поломка оборудования, нарушение температурных режимов хранения; отключение охранной сигнализации и др.) [1]. По оценкам экспертов, прямой и косвенный ущерб от плановых и внеплановых прерываний поставок электроэнергии в развитых странах в несколько раз превосходит ущерб от стихийных катастроф.
С учетом малого опыта применения данных вакуумных реклоузеров в качестве подстанционных коммутационных аппаратов, будет проведено исследования дальнейших перспектив использования и внедрения их на объекты энергосистемы.
Объект исследования - понизительная подстанции 110/35/6кВ.
Предмет исследования -применение вакуумных реклоузров типа SMART-35 с устройствами РЗиА в рамках реконструкции ПС 110/35/6 кВ.
Цель работы - проведение анализа функционала вакуумных реклоузеров, при применении их в комплексе для защиты потребителей предприятий 35кВ и работы противоаварийной автоматики, при модернизации и перевооружении объектов энергосистемы в ближайшей перспективе.
Задачи исследования:
1. Провести анализ нормативно технической документации и объекта исследования.
2. Произвести анализ и подбор вакуумных реклоузеров типа SMART-35.
3. Разработать рекомендации по модернизации РЗиА ВЛ-35кВ отходящих линий от ПС 110/35/6кВ с использованием реклоузеров типа SMART - 35.
4. Выполнить технико-экономическое обоснование проекта.
Практическая значимость работы:
1 Повышение уровня автоматизации на подстанции в рамках выполнения требований цифровизации энергосистемы, позволит существенно повысить надёжность работы оборудования и сократить эксплуатационные издержки.
2 Применение интеллектуальных устройств защиты и автоматики сети позволит проводить более тщательный анализ причин возникновения нарушения нормальной работы сети, что позволит предупредить и минимизировать риски возникновения повторных нарушений в будущем.
3 Определение интегральных индикативных показателей, определяющихся величиной недоотпущенной электрической энергии потребителям услуг в течение расчетного времени, исходя из средней продолжительности прекращения передачи электроэнергии потребителям и средней частоты прекращения электроснабжения потребителей.
4 Данные, полученные в ходе исследований, могут быть использованы для проведения оценки эффективности принятых решения для их применения при дальнейших исследованиях.
Основные целями реконструкции действующих подстанций является увеличение как числа присоединений в распределительных устройствах, так и пропускной способности подстанции в целом и ее отдельных элементов, улучшение качества напряжения, повышения надежности функционирования подстанции.
Учитывая повсеместную тенденцию к импортозамещению в стране, и необходимость увеличения мощности и надежности энергосистем в целом, в проекте будет рассмотрено к применению оборудование соответствующим стандартам и правилам сертификации ПАО «Россети» и «ФСК ЕЭС».
Актуальность исследования. Выбранная тема исследования, рассматриваемая в работе, обусловлена как взятым курсом цифровизации энергосистемы в целом, так и моральным и физическим износом оборудования объекта исследования, что приводит к частому его отказу, поэтому оно требует замены на более совершенное и новое.
Прерывание снабжения электрической энергией коммерческим и промышленным потребителям наносит им материальный ущерб (поломка оборудования, нарушение температурных режимов хранения; отключение охранной сигнализации и др.) [1]. По оценкам экспертов, прямой и косвенный ущерб от плановых и внеплановых прерываний поставок электроэнергии в развитых странах в несколько раз превосходит ущерб от стихийных катастроф.
С учетом малого опыта применения данных вакуумных реклоузеров в качестве подстанционных коммутационных аппаратов, будет проведено исследования дальнейших перспектив использования и внедрения их на объекты энергосистемы.
Объект исследования - понизительная подстанции 110/35/6кВ.
Предмет исследования -применение вакуумных реклоузров типа SMART-35 с устройствами РЗиА в рамках реконструкции ПС 110/35/6 кВ.
Цель работы - проведение анализа функционала вакуумных реклоузеров, при применении их в комплексе для защиты потребителей предприятий 35кВ и работы противоаварийной автоматики, при модернизации и перевооружении объектов энергосистемы в ближайшей перспективе.
Задачи исследования:
1. Провести анализ нормативно технической документации и объекта исследования.
2. Произвести анализ и подбор вакуумных реклоузеров типа SMART-35.
3. Разработать рекомендации по модернизации РЗиА ВЛ-35кВ отходящих линий от ПС 110/35/6кВ с использованием реклоузеров типа SMART - 35.
4. Выполнить технико-экономическое обоснование проекта.
Практическая значимость работы:
1 Повышение уровня автоматизации на подстанции в рамках выполнения требований цифровизации энергосистемы, позволит существенно повысить надёжность работы оборудования и сократить эксплуатационные издержки.
2 Применение интеллектуальных устройств защиты и автоматики сети позволит проводить более тщательный анализ причин возникновения нарушения нормальной работы сети, что позволит предупредить и минимизировать риски возникновения повторных нарушений в будущем.
3 Определение интегральных индикативных показателей, определяющихся величиной недоотпущенной электрической энергии потребителям услуг в течение расчетного времени, исходя из средней продолжительности прекращения передачи электроэнергии потребителям и средней частоты прекращения электроснабжения потребителей.
4 Данные, полученные в ходе исследований, могут быть использованы для проведения оценки эффективности принятых решения для их применения при дальнейших исследованиях.
В работе рассматривается эффективность и целесообразность применения современных устройств релейной защиты и автоматики в комплекте с вакуумных реклоузерами типа SMART35 на отходящих линиях 35 кВ при реконструкции ПС 110/35/6 кВ.
На основе проведённых исследований были освещены следующие вопросы для формирования выводов по работе:
1 Проведен анализ современного отечественного основного высоковольтного оборудования и микропроцессорных устройств, удовлетворяющих требованиям концепции программы «Цифровая трансформация 2030», а также «Единой технической политики» ПАО «Россети».
2 Рассмотрена возможность и целесообразность применения существующего оборудования на рынке, с целью улучшения характеристик надежности электроснабжения потребителей и возможности его адаптации к новым задачам и их решениям энергоснабжающих предприятий по принципам автоматизированного риск-ориентированного управления.
3 Разработан шаблон структурного проекта способного решить задачи технологических и организационных изменений работы, для изыскания новых механизмов, способов, алгоритмов корпоративного и технологического управления процессами компании и их последующей трансформации для повышения эффективности и качества оказываемых услуг, их доступности.
4 Оцифровка процессов управления позволит перейти от аналогового к цифровому принципу управления автоматики релейной защиты и противоаварийной автоматики, автоматизированной системы управления технологическими процессами, учета электроэнергии и связи.
5 Предлагаемые решения по модернизации подстанции в значительной мере повлияют на показатели надежности такие как SAIDI, SAIFI, характеризующие надежность оказания услуг по поставке электрической энергии потребителей крупных сетевых объектов, питающихся как от отдельной линии, так и от электрической сети в целом.
6 Проведённое технико-экономическое сравнение дает оценку эффективности, проекта в части увеличение скорости и качества принятия решений на всех уровнях управления объекта, снижение потерь за счет своевременного выявления бездоговорного и неучтенного потребления электроэнергии, сокращение издержек на операционные затраты оборудования (OPEX) - переход от планового ремонта к ремонту по состоянию.
7 Полученные в ходе написания работы результаты могут быть рекомендованы для внедрения в качестве пилотного проекта для электрических сетей АО «Россети Тюмень», а также использованы для дальнейших исследований.
На основе проведённых исследований были освещены следующие вопросы для формирования выводов по работе:
1 Проведен анализ современного отечественного основного высоковольтного оборудования и микропроцессорных устройств, удовлетворяющих требованиям концепции программы «Цифровая трансформация 2030», а также «Единой технической политики» ПАО «Россети».
2 Рассмотрена возможность и целесообразность применения существующего оборудования на рынке, с целью улучшения характеристик надежности электроснабжения потребителей и возможности его адаптации к новым задачам и их решениям энергоснабжающих предприятий по принципам автоматизированного риск-ориентированного управления.
3 Разработан шаблон структурного проекта способного решить задачи технологических и организационных изменений работы, для изыскания новых механизмов, способов, алгоритмов корпоративного и технологического управления процессами компании и их последующей трансформации для повышения эффективности и качества оказываемых услуг, их доступности.
4 Оцифровка процессов управления позволит перейти от аналогового к цифровому принципу управления автоматики релейной защиты и противоаварийной автоматики, автоматизированной системы управления технологическими процессами, учета электроэнергии и связи.
5 Предлагаемые решения по модернизации подстанции в значительной мере повлияют на показатели надежности такие как SAIDI, SAIFI, характеризующие надежность оказания услуг по поставке электрической энергии потребителей крупных сетевых объектов, питающихся как от отдельной линии, так и от электрической сети в целом.
6 Проведённое технико-экономическое сравнение дает оценку эффективности, проекта в части увеличение скорости и качества принятия решений на всех уровнях управления объекта, снижение потерь за счет своевременного выявления бездоговорного и неучтенного потребления электроэнергии, сокращение издержек на операционные затраты оборудования (OPEX) - переход от планового ремонта к ремонту по состоянию.
7 Полученные в ходе написания работы результаты могут быть рекомендованы для внедрения в качестве пилотного проекта для электрических сетей АО «Россети Тюмень», а также использованы для дальнейших исследований.
